論文の概要: Quantum Digital Simulation of Cavity Quantum Electrodynamics: Insights from Superconducting and Trapped Ion Quantum Testbeds
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.03861v1
- Date: Fri, 5 Apr 2024 02:25:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-08 17:16:00.511720
- Title: Quantum Digital Simulation of Cavity Quantum Electrodynamics: Insights from Superconducting and Trapped Ion Quantum Testbeds
- Title（参考訳）: キャビティ量子電磁力学の量子ディジタルシミュレーション:超伝導およびトラップされたイオン量子検層からの考察
- Authors: Alex H. Rubin, Brian Marinelli, Victoria A. Norman, Zainab Rizvi, Ashlyn D. Burch, Ravi K. Naik, John Mark Kreikebaum, Matthew N. H. Chow, Daniel S. Lobser, Melissa C. Revelle, Christopher G. Yale, Megan Ivory, David I. Santiago, Christopher Spitzer, Marina Krstic-Marinkovic, Susan M. Clark, Irfan Siddiqi, Marina Radulaski,
- Abstract要約: 我々は、オープンなCQED物理を効率的に研究する量子コンピュータの可能性について、早期に検討する。
我々のシミュレーションでは、N$原子を含む一斉に励起されたTavis-Cummingsモデルの力学をマッピングする最近の量子アルゴリズムを用いている。
各ハードウェアプラットフォームにおけるゲートエラー,ノイズ,デコヒーレンスの影響を最小限に抑える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.016994625126740815
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A leading application of quantum computers is the efficient simulation of large unitary quantum systems. Extending this advantage to the study of open Cavity Quantum Electrodynamics (CQED) systems could enable the use of quantum computers in the exploration and design of many-body quantum optical devices. Such devices have promising applications in optical quantum communication, simulation, and computing. In this work, we present an early exploration of the potential for quantum computers to efficiently investigate open CQED physics. Our simulations make use of a recent quantum algorithm that maps the dynamics of a singly excited open Tavis-Cummings model containing $N$ atoms coupled to a lossy cavity. We report the results of executing this algorithm on two noisy intermediate-scale quantum computers, a superconducting processor and a trapped ion processor, to simulate the population dynamics of an open CQED system featuring $N = 3$ atoms. By applying technology-specific transpilation and error mitigation techniques, we minimize the impact of gate errors, noise, and decoherence in each hardware platform, obtaining results which agree closely with the exact solution of the system. These results provide confidence that future simulation algorithms, combined with emerging large-scale quantum processors, can be a powerful tool for studying cavity quantum electrodynamics.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータの先導的な応用は、大きなユニタリ量子システムの効率的なシミュレーションである。
この利点を、オープンなCavity Quantum Electrodynamics (CQED)システムの研究に拡張することで、多体量子光学デバイスの探索と設計に量子コンピュータを使用できる。
このようなデバイスは光量子通信、シミュレーション、計算に有望な応用がある。
本研究では,オープンなCQED物理を効率的に研究するための量子コンピュータの可能性を探究する。
我々のシミュレーションでは、損失の大きい空洞に結合したN$原子を含む一斉に励起されたTavis-Cummingsモデルの力学をマッピングする最近の量子アルゴリズムを用いている。
我々は,このアルゴリズムを2つのノイズの多い中間量子コンピュータ,超伝導プロセッサ,イオントラッププロセッサ上で実行し,N = 3$原子を含むオープンCQEDシステムの個体群動態をシミュレートした結果を報告する。
各ハードウェアプラットフォームにおけるゲートエラー,ノイズ,デコヒーレンスの影響を最小限に抑え,システムの正確な解と密接に一致する結果を得る。
これらの結果は、将来のシミュレーションアルゴリズムと新しい大規模量子プロセッサが組み合わさって、空洞量子力学を研究するための強力なツールとなることを確信する。
関連論文リスト
- QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z) - Quantum Machine Learning: from physics to software engineering [58.720142291102135]
古典的な機械学習アプローチが量子コンピュータの設備改善にどのように役立つかを示す。
量子アルゴリズムと量子コンピュータは、古典的な機械学習タスクを解くのにどのように役立つかについて議論する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-04T23:37:45Z) - Optimal Stochastic Resource Allocation for Distributed Quantum Computing [50.809738453571015]
本稿では,分散量子コンピューティング(DQC)のためのリソース割り当て方式を提案する。
本評価は,提案手法の有効性と,量子コンピュータとオンデマンド量子コンピュータの両立性を示すものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-16T02:37:32Z) - Simulating open quantum many-body systems using optimised circuits in
digital quantum simulation [0.0]
修正シュル・オーディンガー方程式(MSSE)のトロタライゼーションを伴う開量子系のモデルについて検討する。
MSSEにおけるリードエラーの最小化は、量子回路の最適化を可能にする。
我々はこのアルゴリズムをIBM Quantumデバイス上で実行し、現在のマシンはノイズのために定量的に正確な時間力学を与えるのが困難であることを示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-27T13:00:02Z) - Extending the reach of quantum computing for materials science with
machine learning potentials [0.3352108528371308]
本稿では,機械学習のポテンシャルを用いて,量子計算手法の範囲を大規模シミュレーションに拡張する戦略を提案する。
各種ノイズ源を選択する機械学習能力の訓練性について検討する。
我々は、水素分子のための実際のIBM Quantumプロセッサ上で計算されたデータから、最初の機械学習ポテンシャルを構築する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-14T15:59:30Z) - Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM
Quantum computers [62.997667081978825]
小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。
我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。
デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z) - QuantumSkynet: A High-Dimensional Quantum Computing Simulator [0.0]
量子コンピューティングシミュレータの現在の実装は、2段階の量子システムに限られている。
高次元量子コンピューティングシステムの最近の進歩は、多層重ね合わせと絡み合いで動くことの可能性を実証している。
我々は,新しい高次元クラウドベースの量子コンピューティングシミュレータQuantumSkynetを紹介する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-30T06:28:18Z) - Efficient Quantum Simulation of Open Quantum System Dynamics on Noisy
Quantum Computers [0.0]
量子散逸ダイナミクスは、コヒーレントからインコヒーレントにまたがって効率的にシミュレートできることを示す。
この研究は、NISQ時代の量子優位性のための新しい方向性を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-24T10:37:37Z) - Pulse-level noisy quantum circuits with QuTiP [53.356579534933765]
我々はQuTiPの量子情報処理パッケージであるqutip-qipに新しいツールを導入する。
これらのツールはパルスレベルで量子回路をシミュレートし、QuTiPの量子力学解法と制御最適化機能を活用する。
シミュレーションプロセッサ上で量子回路がどのようにコンパイルされ、制御パルスがターゲットハミルトニアンに作用するかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-20T17:06:52Z) - Electronic structure with direct diagonalization on a D-Wave quantum
annealer [62.997667081978825]
本研究は、D-Wave 2000Q量子アニール上の分子電子ハミルトニアン固有値-固有ベクトル問題を解くために、一般量子アニール固有解法(QAE)アルゴリズムを実装した。
そこで本研究では,D-Waveハードウェアを用いた各種分子系における基底および電子励起状態の取得について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-02T22:46:47Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。